Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние приемов возделывания на продуктивность сортов-популяций и гибридов кукурузы на зерно в Саратовском Правобережье (обзор литературы) 9
1.1. Особенности роста и развития различных гибридов сортов кукурузы 11
1.2. Закономерности формирования продуктивности кукурузы на зерно 16
1.3. Подбор гибридов и сортов-популяций кукурузы 17
1.4. Густота стояния растений и продуктивность кукурузы 20
1.5. Способы посева кукурузы на зерно 22
1.6. Влияние макро- и микроэлементов на урожайные свойства кукурузы 24
2. Условия, схема и методика проведения исследований 27
2.1. Почвенно-климатических условия района проведения исследований 27
2.2. Погодные условия в годы проведения опытов 30
2.3. Закладка опытов и методика проведения исследований 37
2.4. Агротехника опыта 41
2.5. Характеристика изучаемых сортов и гибридов кукурузы 42
3. Биологические особенности кукурузы на зерно в зависимости от приемов возделывания 48
3.1. Рост и развитие гибридов и сортов-популяций кукурузы при выращивании на зерно 48
3.2. Динамика формирования ассимиляционной поверхности кукурузы 51
3.3. Динамика накопления сухого вещества 59
4. Подбор и сравнительная оценка продуктивности скороспелых гибридов и сортов-популяций кукурузы на зерно 64
4.1. Рост и развитие гибридов и сортов-популяций 64
4.2. Динамика формирования листовой поверхности и накопление сухого вещества у различных гибридов и сортов-популяций кукурузы 68
4.3. Продуктивность различных гибридов и сортов-популяций кукурузы на зерно 75
5. Способы посева гибридов и сортов-популяций кукурузы на зерно 84
5.1. Особенности роста и развития различных гибридов и сортов-популяций кукурузы на зерно 84
5.2.Динамика формирование фотосинтетического аппарата и продуктивность его работы 86
5.3. Продуктивность гибридов и сортов-популяций в зависимости от густоты стояния растений 95
5.4. Влияние способов посева кукурузы на ее продуктивность 101
5.5. Эффективность использования влаги посевами кукурузы 105
6. Продуктивность сорта-популяции Сибирячка в зависимости от микроэлементов и ростового вещества 111
6.1. Динамика формирования ассимиляционной поверхности и биомассы кукурузы 111
6.2. Продуктивность кукурузы на зерно в зависимости от предпосевной обработки семян 119
7. Биоэнергетическая и экономическая оценка возделывания различных гибридов и сортов-популяций кукурузы на зерно 124
7.1. Биоэнергетическая оценка 124
7.2. Экономическая эффективность 129
Выводы и предложения 136
- Особенности роста и развития различных гибридов сортов кукурузы
- Погодные условия в годы проведения опытов
- Динамика формирования ассимиляционной поверхности кукурузы
- Динамика формирования листовой поверхности и накопление сухого вещества у различных гибридов и сортов-популяций кукурузы
Введение к работе
Современный уровень ведения животноводства требует создания устойчивой кормовой базы. Потребность в фуражном зерне постоянно возрастает в связи с развитием таких отраслей животноводства как свиноводство и птицеводство, потребляющих концентрированные корма. Кукуруза - одна из наиболее распространенных культур в мировом земледелии. Зерно кукурузы также широко используется на продовольственные цели и как сырье для промышленности и потребность в нем постоянно увеличивается.
Основные посевы кукурузы сосредоточены в южных районах. Резервы расширения посевов кукурузы далеко не исчерпаны, необходимо создание и внедрение в производство высокопродуктивных сортов и гибридов, приспособленных к различным условиям произрастания.
Один из путей решения зерновой проблемы в России - расширение в кукурузосеющем поясе посевов зерновой кукурузы и повышение ее урожайности. Увеличение за счет этого валовых сборов зерна кукурузы будет способствовать созданию прочной кормовой базы для животноводства и получению из зерна при промышленной переработке крахмала, сахара, масла и других пищевых продуктов.
Однако за последние годы по ряду причин произошло сокращение посевов и объемов производства кукурузного зерна, что отчасти объясняется недостатком гибридных семян первого поколения и высокой ценой их реаш-зации. Следует отметить, что технология выращивания кукурузы на зерно и силосную массу в последние годы базируется исключительно на использовании для посева гибридных семян, качество которых всецело зависит от генетической чистоты и посевных характеристик семян родительских форм. Производство семян родителей и гибридов первого поколения связано с большим дополнительным по сравнению с сортами-популяциями объемом работ, знанием тонкостей технологии их выращивания, соблюдением пространственной изоляции. Поэтому семеноводческая работа с ними сосредоточена в на-
5 учно-исследовательских институтах, на опытных станциях, в опытно-производственных хозяйствах. Однако эти учреждения не в полной мере обеспечивают сельскохозяйственные предприятия высококачественными гибридными семенами, что высококачественными гибридными семенами, что вынуждает закупать определенную часть за рубежом.
Широкое распространение посевов зерновой кукурузы в зонах с ограниченной теплообеспеченностью серьезно сдерживает крайне небольшое запас ультроранних и раннеспелых гибридов и сортов, особенно отечественной селекции. В связи с этим уборку зерновой или семенной кукурузы часто проводят в более поздние сроки, хотя осуществляется она при высокой влажности зерна, что требует больших затрат энергии и денежных средств на досушивание. Кроме того, поздние сроки уборки кукурузы затрудняют проведение основной обработки почвы под последующую культуру.
С учетом вышеизложенного возникла большая теоретическая и практическая необходимость проведения комплексных исследований по разработке и экономическому обоснованию технологий производства зерна кукурузы на основе использования для посева наряду с гибридами раннеспелых адаптированных к местным условиям сортов-популяций.
Подбор наиболее скороспелых, засухоустойчивых сортов и гибридов, обеспечение хозяйств семенами, производимые в местных условиях, внедрение ресурсосберегающих технологий, способствующих повышению продуктивности, ускорению созревания семян и не требующих больших дополнительных затрат материальных ресурсов позволит, наряду с другими организационно-хозяйственными мероприятиями, решить проблему дефицита в стране фуражного зерна.
К элементам ресурсосберегающих технологий возделывания кукурузы следует отнести внедрение оптимальной густоты стояния растений, способ посева, применение минеральных удобрений и предпосевной обработке семян, которые позволяют значительно повысить продуктивность растений и
посевные качества семян. Они не требуют больших денежных затрат, а технология их проведения не является сложной.
Преимущество ультроскороспелых сортов-популяций и гибридов, по сравнению с более позднеспелыми, несмотря на более низкий потенциал их продуктивности, определяются возможностью их уборки в фазу полной спелости зерна в конце второй - третьей декады августа. Это позволяет не только получить сухое зерно, сократив за счет этого часть затрат на его сушку и подготовку у хранению, но и раньше освободить поле для подготовки его под следующую культуру.
Использование для посева сортов-популяций местной селекции позволяет получить достаточно высокую урожайность зерна и освобождает хозяйство от необходимости ежегодного приобретения гибридных семян. Семеноводство сортов-популяций не связано с необходимостью выращивания семян родительских форм и гибридов первого поколения, а сводится к сортообнов-лению один раз в 4 года, что существенно удешевляет их стоимость.
В настоящее время в Поволжье уделяется большое значение подбору сортов и гибридов кукурузы на зерно и технологии выращивания этой культуры. Однако нет рекомендаций для внедрения в производство по подбору наиболее раннеспелых и наиболее продуктивных гибридов и сортов кукурузы, а также технологии их выращивания.
В данной работе сделан акцент на выбор раннеспелых сортов и гибридов, так как они более экономичны по затратам в данных условиях выращивания. Важное место в технологии принадлежит оптимальному формированию густоты стояния растений, способам посева кукурузы на зерно, режиму питания и предпосевной обработке семян.
Цель исследований заключалась в подборе и сравнительной оценке продуктивности различных по скороспелости гибридов и сортов-популяций кукурузы, определении оптимальной густоты стояния растений, рациональных способов посева и приемов предпосевной обработки семян на различных
7 фонах минерального питания, обеспечивающих наибольшую урожайность
зерна и семян.
Задачи исследований:
Изучить рост и развитие, определить оптимальные параметры фотосинтетической деятельности растений различных гибридов и сортов-популяций кукурузы.
Установить оптимальную густоту стояния растений в посевах.
Выявить рациональный способ посева кукурузы при возделывании на зерно с целью создания наилучшей площади питания растений.
Изучить влияние предпосевного обогащения семян регулятором роста и микроэлементами с использованием пленкообразующих материалов на различных фонах минерального питания.
Определить влияние влажности почвы на продуктивность кукурузы на зерно.
6. Определить экономическую и биоэнергетическую эффективность
возделывания различных гибридов и сортов-популяций кукурузы на зерно.
Научная новизна. Впервые с учетом региональных агроклиматических и производственных ресурсов изучены биологические особенности раннеспелых гибридов и сортов-популяций кукурузы, в зависимости от основных приемов возделывания, теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены параметры фотосинтетической деятельности и водопотреблг-ния высокопродуктивных агроценозов при выращивании на зерно. Впервые проведен подбор и сравнительная оценка продуктивности раннеспелых гибридов и сортов-популяций кукурузы с периодом вегетации 93-103 дня, что позволяет проводить уборку в благоприятных условиях конца августа - начало сентября и получать зерно с влажностью 18-20%, исключая тем самым необходимость послеуборочной сушки зерна.
Практическая значимость работы. Разработаны и успешно апробированы в хозяйствах Правобережья Саратовской области рекомендации по возделыванию раннеспелых гибридов и сортов-популяций кукурузы. Уста-
8 новлены оптимальная густота стояния растений, способы посева и приемы
предпосевной обработки семян на различных фонах минерального питания,
обеспечивающие получение 3,7-5,5 т/га зерна в богарных условиях.
Положения, выносимые на защиту:
особенности роста, развития и формирования урожая зерновой кукурузы на черноземах Саратовского Правобережья;
оптимальные способы посева и нормы высева при возделывании скороспелых гибридов и сортов популяций кукурузы на зерно в условиях ограниченного тепло- и влагообеспечения;
приемы предпосевной обработки семян кукурузы микроэлементами и ростовым веществом на различных фонах минерального питания.
Особенности роста и развития различных гибридов сортов кукурузы
Все многообразие форм кукурузы относят к виду Zea mays L. семейства Роасеае. По внешнему и внутреннему строению зерна этот вид подразделяют на 8 подвидов: зубовидная, кремнистая, сахарная, крахмалистая, лопающаяся, восковидная, крахмалисто-сахарная и пленчатая кукуруза. Каждый подвид включает большое разнообразие форм, сортов, гибридов, линий.
Кукуруза - высокопродуктивная культура широкого спектра использования. В ее зерне содержатся углеводы (65-70%), белок (9-12%), жиры (4-8%), минеральные соли, витамины и небольшое количество клетчатки (около 2%) (B.C. Косинский, B.C. Никляев, В.В. Ткачев и др., 1990). Зерно кукурузы отличается высокими кормовыми достоинствами - 1 кг содержит 1,34 к. ед. и 78 г переваримого протеина. Однако протеин кукурузного зерна беден лизином и триптофаном, но богат малоценным белком -зеином.
В 80-х годах 20 века средняя урожайность зерна кукурузы по стране составила 2,8 т/га. В настоящее время благодаря выведению новых сортов и гибридов продуктивность кукурузы на зерно достигла 6 т/га.
При разработке технологий возделывания культуры необходимо учитывать ее морфологические и биологические особенности. Это позволяет получать максимальную урожайность зерна кукурузы. Корневая система кукурузы многоярусная, мощная. Основную массу составляют узловые корни. В сухом состоянии общая масса корневой системы кукурузы составляет 12-15% массы всего растения (А.И. Смирнов, 1956). При почвенной засухе рост корней подавляется, нарушается формирование надземной и подземной частей растений. Оптимальная влажность для развития корней составляет 70-80%НВ.
Стебель кукурузы мощный, способен кустится. У кукурузы зернового направления наличие пасынков считается не желательным, особенно в засушливых условиях. Поэтому селекция сортов и гибридов кукурузы на зерно направлена на одностебельность (А.И. Смирнов, 1935).
Количество листьев зависит от продолжительности вегетационного периода (А.И. Смирнов, 1935). У распространенных в нашей зоне сортов и гибридов кукурузы развивается от 12 до 26 листьев. Развитие листового аппарата у скороспелых форм происходит более быстрым темпом, чем у позднеспелых (В.И. Сазонов, В.М. Пенчуков,1964).Общая площадь листьев одного растения в зависимости от сорта и технологии выращивания составляет 0,3-1,5 м2. Максимальной величины она достигает в конце цветения.
Кукуруза - однодомное раздельнополое, перекрестноопыляющееся растение. Мужские цветки собраны в метелку, а женские — в початок. Число полноценных початков на растении возделываемых в нашей зоне сортов и гибридов различно. У сортов-популяций в условиях Саратовского Правобережья формируются до 2-х початков, а у изучаемых гибридов — 1 початок. Период цветения является критическим, так как неблагоприятные условия в это время снижают озерненность початков. Также критическими фазами являются формирование и налив зерна. При низкой почвенной и воздушной влажности урожайность зерна кукурузы значительно снижается.
Зерновка кукурузы обычно голая, крупная. В общей сухой надземной массе растения на долю зерна приходится 40-45%. Строение зерна кукурузы отлично от строения семян других злаков. Эндосперм состоит из двух частей: роговидной и мучнистой. Роговидная часть более плотная, между крахмаль 13 ными зернами располагается белок; мучнистая — рыхлая, содержит крахмал и малое количество белка.
Кукуруза - теплолюбивое растение. Потребность ее в тепле определяются нижним пределом температуры, при которой начинаются ростовые процессы, и суммарным количеством тепла, необходимым для завершения каждого этапа развития (Н.И. Володарский, 1975). Семена прорастают при минимальной температуре +8-10С. Всходы появляются при температуре не ниже +10-12С. Уровень температуры определяет сроки появления у кукурузы очередных листьев, наступление фенологических фаз (Н.И. Володарский, 1989; А.А. Ничипорович, 1956). Холодные ночи (ниже +14С) и резкое колебание дневных и ночных температур сильно уменьшают энергию роста и растягивают период вегетации (Greengrass В, 1990). Наиболее благоприятны для роста и развития растений в период всходы - выбрасывание метелок среднесуточные температуры +20-23С. Оптимальной температурой для роста и развития во второй половине вегетации (от цветения до созревания) считается +22-25С. При температуре более +30С и относительной влажности воздуха ниже 30% нарушаются нормальные процессы цветения и оплодотворения, обезвоживается пыльца, подсыхают нити початков, в результате женские цветки оплодотворяются не полностью, что приводит к череззернице (Н.И. Володарский, 1989; А.А. Ничипорович, 1956; Н.Г. Воронин, 1995).
Для кукурузы биологически активной температурой считается температура выше +10С, ниже которой приостанавливаются процессы роста и развития растений. Сумма биологически активных температур, необходимая для созревания скороспелых сортов и гибридов, составляет 1800-2000РС, среднеспелых - 2300-2600С, позднеспелых - 2600-3000С.
Кукуруза - светолюбивая культура. Она требует не слишком продолжительного, но интенсивного освещения и относится к растениям короткого дня. Оптимальная продолжительность светового дня для нее 12-14 часов. Длинный световой день несколько увеличивает период вегетации, короткий 14 наоборот, ускоряет созревание. Засорение и загущение посевов угнетает растения: тормозится формирование органов плодоношения, увеличивается разрыв в цветении мужских и женских соцветий, возрастает число бесплодных растений (Г.В. Коренев, П.И. Подгорный, С.Н. Щербак, 1983). Поэтому эффективная борьба с сорняками в посевах, соблюдение оптимальной густоты -главные условия создания благоприятного светового режима (Н.И. Володарский, 1989; А.А. Ничипорович, 1956; Н.М. Тулайков, 1925).
На образование единицы сухого вещества кукуруза расходует воды примерно в два раза меньше, чем пшеница и овес (П.С. Громовой, Ф.Н. Кал-макин, В.И. Козев, 1960). Транспирационный коэффициент не высокий -варьирует в пределах 160-360. Кукуруза относится к сравнительно засухоустойчивым культурам, уступая в нашей зоне только сорго, суданской траве и просу. Потребность кукурузы во влаге зависит не только от фазы развития, но и от погодных условий. Всходы кукурузы требуют небольшого количества влаги. Начиная с фазы образования 7-8-го листа, прирост вегетативной массы резко увеличивается, что сопровождается значительным повышением потребности растений во влаге. Наибольшее количество ее кукуруза расходует в течение 30 дней, начиная за 10-14 дней до выметывания метелки и продолжаясь до молочной спелости. Этот период у кукурузы принято считать «критическим» (Э. Вольни, 1985; А.А. Ничипорович, 1956).
Погодные условия в годы проведения опытов
Погодные условия в годы проведения исследований, в целом характеризуют зону, как засушливую и резко континентальную (табл. 3).
В 1995 году зима была слабоморозной с высоким снежным покровом. Количество осадков за три зимних месяца (январь, февраль, март) превысило среднемноголетнюю норму на 100 мм или в 2,5 раза.
Весна была ранней и дружной. Среднемесячные температуры в апреле и мае превышали средние многолетние данные на 7,4 и 2,9 С. В это время наблюдались большие колебания суточного хода температур. Сумма осадков за апрель и май составила 39 мм, что было в 1,5 раза меньше среднего многолетнего количества.
Температурный режим летнего периода был повышенным и превосходил многолетние данные на 2-5С, а количество выпавших осадков было значительно ниже нормы. Зима 1996 года была морозной и снежной. За зимние месяцы выпало 80 мм осадков, что было в 1,5 раза больше средне многолетних данных. Переход среднесуточной температуры на положительные показатели отмечен в первой декаде, а переход температур через +10С - в третьей декаде апреля. Температура и относительная влажность воздуха летних месяцев были близки к среднемноголетним. Зимние месяцы 1997 года характеризовались слабыми морозами при высоком снежном покрове. Температурный режим зимних месяцев был повышенным, по сравнению со среднемноголетним и составил -9,4С. Таяние снегов весной 1997 года было равномерным, что позволило создать хорошие запасы влаги в почве. Лето характеризовалось температурами близкими к норме и частыми осадками. 1998 год был острозасушливым. Плохие условия влагообеспечения в данном году наблюдались с весны и затем в течение всего вегетационного периода кукурузы. За май - сентябрь выпало всего 50,2 мм осадков - 24% нормы. Положение усугублялось также высоким тепловым режимом: температура в мае и августе превышала среднемноголетнюю на 1,4"С, в июне - на 2,5С, в июле - на 4,0С. Относительная влажность воздуха была очень низкой - 40 - 45% в наиболее важнейшие фазы. По общей характеристике метеорологических условий 1999 год был средне засушливым. За период вегетации выпало 150,7 мм осадков или 73% нормы, а распределение их по месяцам было равномерным: в мае — 22,3 мм, июне - 35,9 мм, июле - 23,7 мм, в августе — 31,6 мм, в сентябре — 37,2 мм. Тепловой режим в течение вегетационного периода кукурузы был близким к среднемноголетним данным, лишь в июне температура на 1,бС превышала норму. Показатели относительной влажности воздуха по всем месяцам практически равнялись норме. Для характеристики степени обеспеченности осадками кукурузы на зерно приводим данные за вегетационный период (табл. 4). Как следует из таблицы 4, за период вегетации 1995 года выпало осадков на 39 мм меньше средней многолетней нормы. В 1996 году также наблюдалось меньшее количество осадков - на 32 мм в сравнении со среднемного-летними данными. За период вегетации 1997 года количество осадков превысило среднемноголетнюю норму на 40 мм. Средняя температура воздуха в 1995 году за период апрель-август превышала среднемноголетнюю на 3,1С (табл. 5). В 1996 и 1997 году средняя температура за теплый период составляла 17,8С и 17,5С, т. е. превышала среднемноголетнюю на 1,8С и 1,5С соответственно. По среднемноголетним данным сумма активных температур за период вегетации культуры составляет 2429, эффективных 2348 градусов. В 1995 и 1996 гг. эти показатели были значительно выше, в 1997 году — близки к среднемноголетним данным (табл. 6). В 1995 году относительная влажность воздуха по месяцам вегетации кукурузы была ниже на 2,0-10,4% в сравнении со среднемноголетними показателями (табл. 7). В 1996 году относительная влажность воздуха изменялась несколько иначе. Ее пик (59,3%) пришелся на июнь, то есть противоположно многолетним данным. Во второй половине (июль-август) относительная влажность воздуха снижалась, что также не соответствует ходу среднемноголетней относительной влажности. В 1997 году относительная влажность воздуха в первую половину вегетации наибольшей была также в июне (62,4). Во второй половине вегетации влажность воздуха несколько уменьшилась (52,9-56,8), но оставалась достаточно высокой. Характеристика солнечной активности представлена показателями прихода суммарной солнечной радиации (табл. 8). Во все годы наших исследований отмечалась повышенная солнечная активность по сравнению с многолетними данными. В 1995 году в весенние месяцы (апрель-май) превышение над средней многолетней нормой в среднем составило 105,6 тыс. Дж/см2. В начале лета (июнь) превышение над средней многолетней составило 124,6 тыс. Дж/см. В июле количество солнечной радиации несколько снизилось, но превышало среднемноголетнюю на 26,8 тыс. Дж/см2. В августе и сентябре количество солнечной радиации постепенно уменьшалось, но было выше средней многолетней нормы на 48,3-54,5 тыс. Дж/см2. В 1996 году в апреле-июле превышение солнечной радиации над средней многолетней составляло от 95,7 до 102,4 тыс. Дж/см2. В августе-сентябре приход солнечной радиации сократился и превышал среднемноголетнюю на 44,2 и 38,8 тыс. Дж/см2.
Динамика формирования ассимиляционной поверхности кукурузы
У сортов и гибридов в начале вегетации (первые 15 дней) темпы роста достаточно интенсивные - 1,2 - 2,4 см в сутки. Последующие одну- две недели прирост растения в высоту замедляется - 0,5 - 0,2 см в сутки. Это обусловлено тем, что в указанный период у кукурузы происходит формирование узловых корней. В дальнейшем темпы роста в высоту увеличиваются и составляют 8-11 см в сутки. Максимальный прирост растений в высоту начинается за 10 дней до выметывания метелки и продолжается 20-25 дней. К концу выбрасывания метелок прирост растений резко снижается.
Аналогично темпам роста растений кукурузы в высоту происходит процесс листообразования: от первого до третьего листа очередной лист гоявляется через 1-2 дня; от третьего до восьмого листа - через 3-6 дней; от восьмого до десятого листа - через 1-2 дня.
Наибольшего прироста зеленой массы кукуруза достигает в фазе молочной спелости. Однако в это время накапливается лишь 30-35% урожая сухого вещества. Максимальное накопление сухой массы кукуруза достигает в конце восковой - начале полной спелости зерна.
Рост и развитие растений кукурузы в значительной степени зависит от сочетания температурного режима и влагообеспеченности.
Условия увлажнения почвы оказывают влияние на продолжительность вегетационного периода. Исследования показали, что во влажные годы сроки межфазных периодов значительно меняются. При повышенной влажности почвы отмечалось быстрое появление очередных листьев и наступление фазы выбрасывания метелок, чем в условиях недостаточного водоснабжения растений. При влажности почвы не ниже 80%НВ заметно ускоряются темпы развития растений кукурузы в первой и замедляются во второй половине вегетации, что обуславливает значительный рост урожайности зерна.
Недостаток влаги в почве и высокая температура воздуха задерживают рост растений и уменьшают их листовую поверхность, что приводит к задержке накопления сухого вещества и снижению урожайности зерна кукурузы. В результате подавления ростовых процессов замедляется отток из листьев продуктов фотосинтеза и его интенсивность резко снижается, что приводит к уменьшению общего накопления биомассы.
В годы исследований (1995-1997 гг.) проводились фенологические наблюдения за сортами и гибридами кукурузы на зерно в условиях богары. Наблюдения показали, что различия по фазам образования листьев у всех сортов и гибридов были незначительными. На наступление фенологических фаз большое влияние оказывают погодные условия и сроки посева культуры.
Сорта и гибриды кукурузы заметно реагируют на климатические условия по годам (табл. 9). В более засушливых 1995 и 1996 годах межфазный период от всходов до выметывания метелки варьировал от 49 до 56 дней.
Во влажном 1997 году он составлял 53-58 дней, что напрямую зависело от погодных условий - была влажная и прохладная погода. Межфазный период от выметывания до молочно-восковой спелости у гибридов в 1995 и 1996 гг. колебался значительно и составил 19-32 дней, причем в 1996 году этот период был короче, так как был более засушливый год. У сортов-популяций Сибирячка и Волгоградская 1 разница по этим годам достигала 9 дней - более продолжительный период был в 1995 году и соответственно составил 32 и 29 дней. В 1997 году у всех сортов и гибридов этот период варьировал от 31 до 37 дней. Период от молочно-восковой до полной спелости у гибридов (кроме гибрида Родник ТВ) в 1997 году был на 1 день продолжительнее, чем у сорта-популяции Сибирячка и на 8 дней, чем у Волгоградской 1. В 1996 году темпы созревания кукурузы были выше и составляли от 10 до 14 дней, но урожайность зерна была ниже, чем в 1995 и 1997 гг., так как в период созревания количество выпавших осадков было минимальным. Различия по вегетационному периоду у гибридов и сортов-популяций в 1995 - 1997 гг. составляло от 16 до 23 дней, в зависимости от увлажнения.
В среднем за годы исследований вегетационный период у гибридов варьировал от 95 до 99 дней, у сортов-популяций - от 93 до 103 дней. Самый короткий вегетационный период был у сорта-популяции Волгоградская 1.
Фотосинтез играет существенную роль в жизни растений. Повышение продуктивности кукурузы на зерно тесно связано с фотосинтетической деятельностью растений в посевах.
В первые 5-6 дней после появления проростков на поверхности почвы идет интенсивное образование трех листьев. Эти листья формируются главным образом, за счет питательных веществ семени, они быстро прекращают рост и размер их невелик. Таким образом, в короткий срок создается стабильная ассимилирующая поверхность, которая играет существенную роль в формировании корней, листьев, конуса нарастания. После формирования трех листьев рост надземной массы растения замедляется, что связано с интенсивным формированием корневой системы. Затем темпы накопления надземной массы увеличиваются и в период выметывания - цветения метелки наблюдается максимальная площадь листовой поверхности. Это связано с резким усилением ростовых процессов, повышенным потреблением ассими-лянтов, что в свою очередь способствовало повышению продуктивной фото-синтезирующей деятельности листьев.
В результате проведенных опытов выявлена определенная тенденция динамики площади листовой поверхности у различных гибридов и сортов-популяций, при различной густоте стояния растений, ширине междурядий, обработке семян регулятором роста и микроэлементами.
Полученные и обработанные данные по гибридам и сортам-популяциям позволили графически показать зависимости варьирования динамики листовой поверхности по годам исследований. Наблюдения проводились по основным фазам развития кукурузы, что детально отражено на рисунках 1 - 4. Кривые динамики листовой поверхности у всех гибридов и сортов-популяций практически не отличались - медленное нарастание до 5-7 листьев, затем быстрый прирост до максимума в цветение метелки и длительное сохранение листьев практически до конца созревания.
Погодные условия оказывали влияние на формирование листьев. Недостаток влаги в почве и высокая температура воздуха задерживали рост растений и уменьшали их листовую поверхность в засушливом 1996 году. В более увлажненных 1995 и особенно 1997 году площадь листьев у всех гибридов и сортов-популяций была заметно выше.
Динамика формирования листовой поверхности и накопление сухого вещества у различных гибридов и сортов-популяций кукурузы
Продуктивность растений определяется интенсивностью и длительностью процесса накопления сухого вещества, причем эффективность этого процесса определяется энергией фотосинтеза.
По данным наших исследований выявлено, что закономерности формирования листовой поверхности, как у гибридов, так и у сортов были одинаковыми. В начальный период темпы формирования площади листьев re-высоки, в связи с идущим процессом формирования корневой системы. Увеличение темпов формирования ассимиляционной поверхности наблюдалось в фазе выметывания метелки и достигает максимума в период цветения. К фазе полной спелости идет спад площади листьев, за счет их отмирания (табл. 13). Наиболее благоприятным для формирования листовой поверхности был 1997 год, так как за теплый период выпало большое количество осадков - на 85% выше среднемноголетних данных. В среднем за годы иг-следований самые быстрые темпы развития ассимиляционной поверхности наблюдались у гибридов Коллективный 147ТВ и Белозерный 1MB, аналогично шло и формирование фотосинтетического потенциала (ФП), который у них соответственно составил 1595,2 и 1558,3 тыс. м га дней.
Площадь листьев в фазу 5-7 листьев у гибрида Коллективный 147ТВ не значительно отличалась от стандарта - в среднем на 0,4 тыс. мР/га. К фазе 9-11 листьев и моменту цветения темпы формирования листовой поверхности наиболее интенсивные были также у гибрида Коллективный 147ТВ и по площади листьев он превышал стандарт уже соответственно на 3,4 и 3,5 тыс. м /га или на И и 16%. К фазе полной спелости у гибрида Коллективный 147ТВ наблюдалось более заметное отмирание листьев, чем у Коллективного 160ТВ. Это подтверждается значениями площади листовой поверхности и ее продуктивности, которая закономерно возрастает с увеличением площади листьев. У гибрида Белозерный 1 MB более высокие темпы формирования
листовой поверхности были в начальный период. В фазу 5-7 листьев площадь ассимиляционной поверхности у него в среднем за три года превысила Коллективный 160ТВ на 27%. К фазе 9-11 листьев и цветению темпы формирования площади листьев увеличились незначительно и разница со стандартом у гибрида Белозерный 1MB составила соответственно в среднем 0,8 и 2,2 тыс. м на 1 га. В фазу полной спелости разница между площадью листьев у гибридов Белозерный 1 MB и Коллективный 160ТВ составляла 1 тыс. м га но уже в пользу последнего.
У гибрида Родник ТВ и сорта-популяции Сибирячка существенных различий в формировании листовой поверхности не наблюдалось. Площадь ассимиляционной поверхности в фазу 5-7 листьев у них составила 2,2 тыс. м2 на 1 га, что превышало стандарт на 14%. К фазе 9-11 листьев темпы развития ассимиляционной поверхности у сорта-популяции Сибирячка были несколько выше. В фазу цветения площадь листьев, как у гибрида, так и у сорта-популяции незначительно превышала стандарт. Наибольший спад площади листьев к фазе полной спелости был у сорта-популяции Сибирячка, и величина листовой поверхности составила 17,1 тыс. м2 на 1 га.
Показатели величины ассимиляционной поверхности у сорта-популяции Волгоградская 1 в начальные периоды роста и развития (5-7 листьев и 9-11 листьев) были ниже, чем у сорта-популяции Сибирячка на 14 и 2%, а в сравнении с гибридом Коллективный 160 ТВ превышали его на 5%. В фазу цветения площадь листьев у сорта-популяции Волгоградская 1 была максимальной и составляла 30,5 тыс. м2 на 1 га, что выше сорта Сибирячка на 1,1 тыс. м на 1 га, но ниже по сравнению с гибридами Коллективный 147 ТВ и Белозерный 1 MB на 3-7%.
Наибольшую ассимиляционную поверхность в фазе цветения метелки из всех изучаемых форм кукурузы сформировали гибриды Коллективный 147ТВ и Белозерный 1 MB - она составляла соответственно в среднем за три года 32,9 и 31,6 тыс. м2 на 1 га, а минимальную - гибрид Коллективный 160ТВ - 29,4 тыс. м2 на 1 га. Суммарный фотосинтетический потенциал (ФП) у гибридов варьировал в среднем по годам от 1410,8 до 1595,2 тыс. м га дней, у сортов-популяций - от 1426,7 до 1464,9 тыс. м2/га дней.
Чистая продуктивность фотосинтеза у гибридов колебалась от минимальной 6,0 г/м2 сутки у Коллективного 160ТВ до максимальной 7,3 г/м2 сутки у Коллективного 147ТВ, а у сортов-популяций от 6,6 г/м2 сутки у Волгоградской 1 до 6,6 г/м2 сутки у Сибирячки.
Динамика накопления сухого вещества раннеспелыми гибридами и сортами-популяциями нарастает высокими темпами вплоть до фазы полной спелости. К фазе выметывания метелки накапливается около 50% сухой массы от общего урожая. В первой половине вегетации накопление идет за счет увеличения массы стеблей и листьев, во второй половине - за счет початков. В целом темпы накопления биомассы были аналогичны формированию ассимиляционной поверхности.
В среднем за годы исследований у гибридов наблюдалась следующая закономерность накопления сухого вещества. До фазы выметывания метелки гибриды накапливают 43-48% сухой массы. Максимально к этому времени накапливает гибрид Белозерный 1 MB - до 48%, что превышает на 5% показатель у Коллективного 160ТВ (стандарт). У сорта-популяции Сибирячка в фазу выметывания метелки накапливается 41% сухого вещества от общего урожая биомассы. Сорт-популяция Волгоградская 1 превышает Сибирячку в это время по сбору сухого вещества на 1%.
Во второй половине вегетации величина сухого вещества определяется суммой листостебельной массы и початков. У гибридов Белозерный 1 MB и Родник ТВ доля початков в урожае составляет соответственно 52% и 51%. У других гибридов и у сортов-популяций доля листостебельной массы в урожае на 6-25% выше, чем початков (табл. 14, рис. 13, 14).
